Optimal Chemokine Receptors for Enhancing Immune Cell Trafficking for Adoptive Cell Therapy

Abstract

To enhance the effectiveness of adoptive cell therapy （ACT） for solid tumors, the engineering of chemokine receptors on immune cells has been developed. Given the variability in chemokine secretion among different tumor types, it is crucial to identify and modulate the appropriate chemokine receptors. In this study, I utilized extensive RNA sequencing data from both tumor tissues from The Cancer Genome Atlas （TCGA）and normal tissues from Genotype-Tissue Expression （GTEx）to investigate the expression profiles of chemokines. According to analysis I identified eight chemokine receptors that can be paired to chemokines increased in tumor tissues compared to normal, as promising candidates for enhancing ACT. Further examination of tumor-infiltrating lymphocytes（TILs）and chimeric antigen receptor （CAR）T cells revealed that five out of eight candidate chemokine receptors did not exhibit elevated expression in T cells. Among six candidates, I demonstrated that CXCR5 was a particularly promising candidate for enhancing cell migration without compromising cell viability or cytotoxicity, as confirmed by in vitro experiments. In conclusion, my study underscores the potential of five chemokine receptors （CCR6, CCR9, CXCR1, CXCR5, XCR1）as valuable targets for modulation in ACT to enhance cell trafficking and potentially improve cancer therapy outcomes.|고형암에 대한 입양 면역 세포 치료법 （ACT） 의 기능을 향상시키기 위해 면역 세포에 대한 케모카인 수용체가 연구되어지고 있습니다. 여러 암 종에서 케모카인 발현에 대한 다양성이 보이기 때문에, 적절한 케모카인 수용체를 확인하고 이를 이용하는 것은 중요합니다. 본 연구에서는 케모카인 발현 경향성을 확인하기 위해 공용 데이터 베이스인 암 게놈 아틀라스 （TCGA）의 종양 조직 데이터과 유전자형-조직 발현 （GTEx）의 정상 조직 데이터를 활용했습니다. 분석을 통해 ACT를 강화할 유망한 후보로 종양 조직에서 정상에 비해 증가한 케모카인 수용체 8개를 확인했습니다. 종양 침투 림프구（TILs）와 키메라 항원 수용체 （CAR） T 세포의 발현을 분석했을 때, 선택된 케모카인 수용체 8개 중 5개가 T 세포에서 높은 발현을 나타내지 않았다는 것이 확인되었습니다. 5개의 후보 중 CXCR5가 시험관 내 실험에서 확인된 바와 같이 세포 생존율이나 세포 독성에 영향을 주지 않고 세포 이동을 강화할 수 있음을 보여주었습니다. 결론적으로, 우리의 연구는 5개의 케모카인 수용체（CCR6, CCR9, CXCR1, CXCR5, XCR1）가 세포 이동를 개선하고 잠재적으로 암 치료 결과를 개선하기 위한 ACT의 작용 방법으로서의 가능성을 보여줍니다.